干旱对黄瓜幼苗生理生长的影响

刘静霖

摘   要：试验通过PEG-6000处理模拟干旱胁迫，研究黄瓜幼苗生物量、根冠比、叶片含水量、叶绿素含量、根系活力和根系面积等生长指标的变化，探讨作物耐旱机制。运用水培试验方法，以黄瓜幼苗为试验材料，待4叶1心时进行PEG-6000胁迫处理，对照正常生长。试验结果表明，在20%PEG干旱胁迫下，黄瓜植株生长缓慢，植株生物量降低。与正常生长的黄瓜幼苗相比，PEG-6000胁迫使黄瓜幼苗根系表面积减少，根系活力先增加后减少，说明黄瓜可以通过提高根系活力来补偿根系吸收面积的减小，这是一种对干旱胁迫的适应性反应。

关键词：干旱胁迫;黄瓜;生长;生理特性;影响

干旱对植物的伤害非常巨大，不仅制约了植物的生长，造成植物萎蔫，还造成作物产量大大减少。黄瓜（Cucumis sativus Linn）是我国重要的蔬菜经济作物，对水分的反应特别敏感[1]。所以，增强黄瓜幼苗在干旱环境下的抗旱能力，从而达到黄瓜作物产量增加的目的，已经成为当下必须解决的问题[2]。

1   材料和方法

1.1   试验材料

试验材料为华研地黄瓜、甲烯蓝、石英砂、碳酸钙、聚乙二醇、30%过氧化氢（均为分析纯）。

1.2   试验方法

将纱布叠成3层并置于大培养皿底部，往培养皿中倒入少量水，使纱布浸透。选取饱满且大小一致的黄瓜种子均匀地铺撒在纱布上，保证各个种子间都有一定的距离。放入25 ℃培养箱中暗培养。

待黄瓜种子生根且根长1～2 cm时播种到30穴的育苗盘中并覆膜，每穴1苗。放入光照培养箱中，温度25 ℃，光强300 μmol·m-2·s-1，每隔2 d浇1次水。待黄瓜幼苗长出第2片真叶时，将其移栽到直径6 cm的塑料培养钵中，移栽的时候要轻拿轻放，避免根部损伤。1钵1株，共60株。长到4叶1心时，30株用1 L20%的PEG-6 000溶液处理，另30株用1 L的水浇灌作为对照，每3 d浇灌1次。

第1天、第3天、第5天、第7天、第9天时，分别取处理和对照各3株黄瓜幼苗，测定其第4片叶的生物量、根冠比和叶片含水量。第2天、第4天、第6天、第8天、第10天时，同样分别取处理和对照各3株黄瓜幼苗，测定第4片叶的根系活力和根系面积。采用烘干法测定生物量、根冠比和叶片含水量[3]，用甲烯蓝法测定根系活力和根系表面积[4-7]。

2   结果与分析

2.1   根冠比和生物量

从表1可知，随着时间增加，干旱胁迫下黄瓜幼苗的生物量逐渐增加，整体表现为上升趋势。对照组数值也在逐步增长，但较干旱环境下的黄瓜幼苗生物量高，在第9天的生物量差值最大，说明黄瓜幼苗在缺乏水分的环境下，其生物量大大减少。

而处理组和对照组黄瓜幼苗根冠比没有显著性差异，在干旱胁迫下根冠比最大值为处理后的第7天，对照组黄瓜幼苗第9天根冠比最大，约0.407。对照不明显，变化没有明显的规律。

2.2   叶片含水量

从图1来看，黄瓜幼苗叶片含水量表现为下降趋势，PEG-6 000干旱胁迫下的黄瓜幼苗的相对含水量均低于对照，在干旱处理5 d后叶片相对含水量开始显著下降，第9天达到最低，说明干旱胁迫对黄瓜幼苗生长有不利影响。

2.3   根系活力和根系表面積

图2为甲烯蓝浓度光密度曲线，即绘制的甲烯蓝溶液标准曲线。

由图3得出，随着处理时间增加，正常生长的黄瓜幼苗根系表面积的整体长势比较平稳，而干旱胁迫下的幼苗根系表面积呈现下滑的趋势。干旱胁迫下的第2天，根系表面积约为对照的94%，低于正常生长的黄瓜幼苗根系表面积，而处理后第10天根系表面积约为对照的91%。说明干旱胁迫下，黄瓜幼苗的根系表面积减少，且随着时间延长，越来越不利于黄瓜幼苗根系的生长。

由图4表明，处理第4天根系活力最高，第2天次之，且处理组黄瓜幼苗的根系活力远远大于对照组，第6天和第8天逐渐趋于对照组。随着处理天数的增加，PEG-6000胁迫后的黄瓜幼苗根系活力大体呈先升高、后降低的趋势。而正常生长的黄瓜幼苗根系活力在0.99～1.03 μg·g-1·h-1上下浮动，大体上比较平稳。

3   结论

随着PEG-6000处理时间的增加，使叶片相对含水量和根系表面积及生物量均呈下降趋势，根系活力呈先增加后降低的变化趋势，表明黄瓜幼苗对干旱环境会产生相应的适应性变化。

参考文献：

[ 1 ] 张爱慧，朱士农，刘广勤.模拟干旱胁迫对黄瓜幼苗生长及生理特性影响[J].江苏农业科学，2009，6（121）：200-203.

[ 2 ] 宋唯一.PEG6000模拟干旱胁迫对黄瓜幼苗生长的影响[J].湖北农业科学，2011，50（12）：2394-2397.

[ 3 ] 季杨，张新全，彭燕.干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长及光合特性的影响[J].应用生态学报，2013，24（10）：2763-2769.

[ 4 ] 王新超.不同品种茶树氮素营养差异及其机制的研究[D].北京：中国农业科学院，2003.

[ 5 ] 陈露露，王秀峰，刘美，等.钙与脱落酸对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合及相关酶活性的影响[J].应用生态学报，2016，27（12）：3996-4002.

[ 6 ] 李雪萍.过氧化氢参与干旱条件下脱落酸诱导黄瓜不定根形成及其差异蛋白分析[D].兰州：甘肃农业大学，2017.

[ 7 ] 陈露露，王秀峰，刘美，等.外源钙对干旱胁迫下黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化和光合特性的影响[J].山东农业科学，2016，48（4）：28-33.

（收稿日期：2019-10-23）